Físico-Química ⇒ Neutralização parcial Tópico resolvido

[SCHOKKANTE]

Uma solução aquosa 100 mL de uma solução aquosa 0.1 molL de ácido fluoridrico é neutralizada parcialmente por uma solução aquosa de 120 mL de uma solução aquosa de NaOH 0,05 mol L. Determine o pH final da solução.

Dados: pKa = 3,2; log2 = 0,3; log 3 = 0,48
A) 2,9

B)3,2

C)3,4

D)3,6

E)4,0

Gabarito: C

[παθμ]

SCHOKKANTE,

[tex3]n(HF)=0,1 \cdot 0,1 \; \text{mol}=0,01 \; \text{mol}[/tex3]

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[tex3]n(HF)=0,1 \cdot 0,1 \; \text{mol}=0,01 \; \text{mol}[/tex3]

[tex3]n(NaOH)=0,12 \cdot 0,05 \; \text{mol}=6 \cdot 10^{-3} \; \text{mol}.[/tex3]

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[tex3]n(NaOH)=0,12 \cdot 0,05 \; \text{mol}=6 \cdot 10^{-3} \; \text{mol}.[/tex3]

O volume da solução é [tex3]V=100+120=220 \; \text{mL}.[/tex3]

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[tex3]V=100+120=220 \; \text{mL}.[/tex3]

Assim, [tex3][HF]_0=\frac{0,01}{0,22}\text{M}=0,045 \; \text{M}, \; \; [NaOH]_0=0,027 \; \text{M}.[/tex3]

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[tex3][HF]_0=\frac{0,01}{0,22}\text{M}=0,045 \; \text{M}, \; \; [NaOH]_0=0,027 \; \text{M}.[/tex3]

Inicialmente, podemos considerar a reação de neutralização, de modo que os íons hidroxila provenientes do NaOH são completamente consumidos (isso reflete o fato de que, na situação de equilíbrio, a concentração de OH- é desprezível, conforme você pode ver nas próprias alternativas possíveis)

[tex3]HF_{(aq)}+OH^{-}_{(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)}+F^{-}_{(aq)}.[/tex3]

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[tex3]HF_{(aq)}+OH^{-}_{(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)}+F^{-}_{(aq)}.[/tex3]

Sobram [tex3]0,045-0,027=0,018 \; \text{M}[/tex3]

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[tex3]0,045-0,027=0,018 \; \text{M}[/tex3]

de HF, e ficamos com [tex3]0,027 \; \text{M}[/tex3]

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[tex3]0,027 \; \text{M}[/tex3]

de fluoreto.

Daí, consideramos por fim o equilíbrio do ácido:

[tex3]HF_{(aq)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)}+F^{-}_{(aq)}[/tex3]

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[tex3]HF_{(aq)} \rightleftharpoons H^{+}_{(aq)}+F^{-}_{(aq)}[/tex3]

[tex3][HF]=0,018-x \approx 0,018 \; ; \; \; \; \; [F^{-}]=0,027+x \approx 0,027 \; ; \; \; \; \; [H^{+}]=x.[/tex3]

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[tex3][HF]=0,018-x \approx 0,018 \; ; \; \; \; \; [F^{-}]=0,027+x \approx 0,027 \; ; \; \; \; \; [H^{+}]=x.[/tex3]

[tex3]K_a=\frac{0,027x}{0,018}=\frac{3x}{2} \Longrightarrow x=\frac{2K_a}{3} \Longrightarrow \log(x)=\log(2)-\log(3)+\log(K_a)=-3,2-0,18 = -3,38 \Longrightarrow \boxed{-\log(x)=\text{pH} \approx 3,4}[/tex3]

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[tex3]K_a=\frac{0,027x}{0,018}=\frac{3x}{2} \Longrightarrow x=\frac{2K_a}{3} \Longrightarrow \log(x)=\log(2)-\log(3)+\log(K_a)=-3,2-0,18 = -3,38 \Longrightarrow \boxed{-\log(x)=\text{pH} \approx 3,4}[/tex3]

Alternativa C